高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第一节 导体的伏安特性曲线课时练习

第1节 导体的伏安特性曲线

(建议用时：25分钟)

考点1　电流的理解和计算

1．在10 s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C，向左迁移的负离子所带电量为3 C，那么电解槽中电流强度大小为(　　)

A．0.1 A　　　　 B．0.2 A

C．0.3 A   D．0.5 A

D　[10 s内通过横截面电荷量等于正离子与负离子电量绝对值之和，Q＝(2＋3) C＝5 C，根据电流的定义式可知，电流I＝＝0.5 A，D选项正确。]

2．如图所示，电解池内有含一价离子的电解液，时间t内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下解释中正确的是(　　)

A．正离子定向移动形成电流，方向从A→B，负离子定向移动形成电流，方向从B→A

B．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消

C．溶液内电流方向从A到B，电流I＝

D．溶液内电流方向从A到B，电流I＝

D　[正电荷定向移动方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，有正、负电荷反向经过同一截面时，I＝公式中q应该是正、负电荷电荷量绝对值之和。故I＝，电流方向由A指向B，故选项D正确。]

考点2　对欧姆定律的理解与应用

3．(多选)由欧姆定律I＝导出U＝IR和R＝，下列叙述正确的是(　　)

A．由R＝知，导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定

B．导体的电阻由导体本身的物理条件决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流大小无关

C．对确定的导体，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值

D．一定的电流流过导体，电阻越大，其电势差越大

BCD　[导体的电阻是由导体自身的性质决定的，与所加的电压和通过的电流无关。当R一定时，才有I∝U，故A错，B、C、D正确。]

4．已知用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍，加在A上的电压是加在B上电压的一半，那么通过A和B的电流IA和IB的关系是(　　)

A．IA＝2IB   B．IA＝

C．IA＝IB   D．IA＝

D　[设A的电阻为R，加在A上的电压为U，则B的电阻为，加在B上的电压为2U，则IA＝，IB＝＝，可得IA＝IB，选D。]

考点3　对伏安特性曲线的理解

5．(多选)一金属导体棒的伏安特性曲线如图所示，其中纵坐标表示流过导体棒的电流I，横坐标为加在导体棒两端的电压U，则由图象分析正确的是(　　)

A．当导体棒两端的电压为5 V时，其阻值为5 Ω

B．当导体棒两端的电压为11 V时，其阻值约为1.4 Ω

C．加在导体棒两端的电压越大，其阻值越小

D．加在导体棒两端的电压越大，其阻值越大

AD　[对某些导体，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值。本题中给出的导体棒在5 V电压时，值为5 Ω，所以此时电阻为5 Ω，选项A正确；同理可知，选项B错误；当电压增大时，值增大，即电阻增大，选项C错误，D正确。]

6．(多选)某同学在研究三种导电元件的伏安特性时，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了I­U图线，如图甲、乙、丙所示，下列说法正确的是(　　)

甲　　　　  　　　　乙

丙

A．图甲的元件可以作为标准电阻使用

B．图乙的电阻随电压升高而增大

C．图丙的电阻随电压升高而增大

D．只有图乙才是可能的

AB　[由题图可知甲元件的电阻不变，乙元件的电阻随电压U的增大而增大，丙元件的电阻随电压U的增大而减小，故选项A、B正确。]

7．如图所示为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是　(　　)

A．电阻A的电阻随电流的增大而增大，电阻B的阻值不变

B．电阻A的电阻随电流的增大而减小，电阻B的阻值不变

C．在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻B的

D．在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B的

A　[由图可知，电阻A的图线的斜率越来越大，故A的电阻随电流的增大而增大，电阻B阻值不变，故A项正确，B项错误；两图线的交点处，电流和电压均相同，则由欧姆定律可知，两电阻阻值的大小相等，故C、D项错误。]

考点4　测绘小灯泡的伏安特性曲线

8．为探究小灯泡L的伏安特性，连好图示的电路后闭合开关，通过移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的I­U 图象应是(　　)

A　　　　B　　　　　C　　　　D

A　[灯丝电阻随电压的增大而增大，在图像上某点到原点连线的斜率应越来越小。A正确。]

9．某中学实验探究小组利用如图甲所示的电路描绘一小灯泡的伏安特性曲线，待测小灯泡的额定电压约为6 V，额定功率约为1.5 W。其中实验室还提供了如下的实验器材：

甲

A．直流电源6 V(内阻不计)

B．直流电流表0～3 A(内阻0.1 Ω以下)

C．直流电流表0～600 mA(内阻约为5 Ω)

D．直流电压表0～15 V(内阻约为15 kΩ)

E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)

F．滑动变阻器(1 kΩ，0.5 A)

G．导线若干、开关

(1)该小组的同学经过分析，所选的电流表应为       ，滑动变阻器应为       。 (填写器材的代号)

(2)在如图乙所示实物中，用笔画线代替导线完成实物图的连接。

乙

[解析]　(1)由小灯泡的规格可知通过的最大电流约0.25 A，因此选C；在该题中滑动变阻器接成分压式，此时要求滑动变阻器的最大阻值比用电器的电阻小，至少应差不多，小灯泡的电阻在正常工作时约为24 Ω，所以滑动变阻器不能选F，应选E，E的最大允许电流是2 A，实验中的最大电流约0.25 A，选E也是安全的。

(2)由电路图，从电源的正极出发依次完成连接。

[答案]　(1)C　E　(2)如图所示

(建议用时：15分钟)

10．某导体的伏安特性曲线如图所示，直线a是伏安特性曲线上b点的切线，关于导体的电阻，下列说法中正确的是(　　)

A．当电压是4 V时，导体的电阻为0.8 Ω

B．当电压是4 V时，导体的电阻为0.1 Ω

C．导体的电阻随着电压的增大而减小

D．导体的电阻随着电压的增大而增大

D　[由图可知，当电压为4 V时，电流为0.4 A，故其电阻R＝＝ Ω＝10 Ω，故A、B错误；I­U图象中图线的斜率表示电阻的倒数，则由图可知，导体的电阻随着电压的增大而增大，故C错误，D正确。]

11．(多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是(　　)

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大

B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝

C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝

D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

ABD　[由图象可知，U越大，I­U图线的斜率越小，表示小灯泡的电阻越大，即A正确；R＝中的U、I与小灯泡所处状态下的电压与电流相对应，即B对，C错；对应P点，功率P＝U1I2，与图中PQOM所围面积相等，故D正确。]

12．图甲为测绘小灯泡伏安特性曲线实验的实物图，已知小灯泡额定电压为3 V。

(1)在图乙框图中画出与实物电路相应的电路图。

(2)完成下列实验步骤：

①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，滑片应停留在滑动变阻器的最        (选填“左”或“右”)端；

②闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压；

③记录如下8组U和I的数据，断开开关，根据实验数据在图丙方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。

(3)数据分析：

①从图线上可以得知，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是                      。

②图线表明导体的电阻随温度的升高而        。

③小灯泡正常工作时的电阻约为        (保留到小数点后一位)。

[解析]　(1)与实物电路相应的电路图如图所示。

(2)①为保护电路安全，开关闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应该置于最左端。③根据表格中的数据，画出小灯泡的I­U图线如图所示。

(3)①从图线上可以得知，当电压逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是先不变，后逐渐增大。

②图线表明导体的电阻随温度的升高而增大。

③根据I­U图线可得电压U＝3 V时，I＝0.205 A，

所以小灯泡正常工作时的电阻约为R＝＝ Ω＝14.6 Ω。

[答案]　(1)图见解析

(2)①左　③图见解析

(3)①先不变，后逐渐增大　②增大　③14.6 Ω

13．已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？

[解析]　截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个横截面的电荷量q＝e

则有I＝＝ ①

再由库仑力提供向心力，有＝m·r

解得T＝  ②

由①②解得I＝。

[答案]